在時域提高語音信號信噪比的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種在時域提高語音信號信噪比的方法，包括：在時域上的當前幀信號中搜索語音信號的基音周期；根據(jù)所述基音周期，在當前幀信號中搜索最佳基頻波峰位置，并計算所述最佳基頻波峰位置在所述當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)對應(yīng)的基頻波峰位置；對所計算的每個基音周期內(nèi)基頻波峰位置附近的信號幅度進行增強。此外，本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種在時域提高語音信號信噪比的裝置。本發(fā)明專利技術(shù)所公開的技術(shù)方案，能夠提高語音信號的信噪比。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及語音處理技術(shù)，尤其涉及一種在時域提高語音信號信噪比的方法和裝置。
技術(shù)介紹
由于語音信號經(jīng)常受到周圍噪聲的干擾，因此需要采用語音識別技術(shù)將語音從背景噪聲中識別出來?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了方便語音的識別，通常采用語音增強技術(shù)來改善語音 信號的信噪比。目前的語音增強技術(shù)大多是在頻域上進行的，例如常用的減譜法和維納濾波法 等。而在時域上進行的則較少，現(xiàn)有一種在時域上進行的語音增強技術(shù)是采用Teager算 子來計算語音信號的瞬時能量包絡(luò)，然后找到包絡(luò)的各個波峰的位置，之后增強包絡(luò)波峰 處的信號，同時降低波峰之間的信號，這種方法在一定程度上可以起到提高語音信噪比的 作用。但這種方法容易受到噪聲的干擾，噪聲較強時，包絡(luò)的各個波峰位置可能并不完全對 應(yīng)基頻波峰位置，而是有些對應(yīng)噪聲波峰位置，此時會錯誤的提升噪聲的波峰位置，而降低 信號的信噪比。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)中一方面提供一種在時域提高語音信號信噪比的方法，另一方 面提供一種在時域提高語音信號信噪比的裝置，以進一步提高語音信號的信噪比。本專利技術(shù)所提供的在時域提高語音信號信噪比的方法，包括A、在時域上的當前幀信號中搜索語音信號的基音周期；B、根據(jù)所述基音周期，在當前幀信號中搜索最佳基頻波峰位置，并計算所述最佳 基頻波峰位置在所述當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)對應(yīng)的基頻波峰位置；C、對所計算的每個基音周期內(nèi)基頻波峰位置所在的設(shè)定區(qū)域的信號幅度進行增 強。較佳地，所述步驟A包括對所述當前幀信號進行歸一化自相關(guān)計算，找到歸一化自相關(guān)值最大的N個候選基音周期；基于全局基音周期和基音倍頻，從所述N個候選基音周期中篩選出最佳基音周期 作為所述語音信號的基音周期；其中，N為大于0的整數(shù)。較佳地，步驟B中所述根據(jù)基音周期，在當前幀信號中搜索最佳基頻波峰位置包 括從所述當前幀信號的所有樣本點中，選取幅度絕對值較大的M個樣本點所對應(yīng)的 位置作為候選基頻波峰位置；其中，M為大于0的整數(shù)；根據(jù)所述語音信號的基音周期，計算每個候選基頻波峰位置在所述當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)的對應(yīng)位置；根據(jù)每個候選基頻波峰位置及其對應(yīng)位置上的樣本幅度值，從所述候選基頻波峰 位置中選取最佳基頻波峰位置。較佳地，所述根據(jù)每個候選基頻波峰位置及其對應(yīng)位置上的樣本幅度值，從所述 候選基頻波峰位置中選取最佳基頻波峰位置包括對應(yīng)每個候選基頻波峰位置，計算其及 所有基音周期內(nèi)對應(yīng)位置上的樣本的平均幅度值；選取最大平均幅度值所對應(yīng)的候選基頻 波峰位置作為最佳基頻波峰位置；或者包括對應(yīng)每個候選基頻波峰位置，判斷該候選基頻波峰位置及其每個基音 周期內(nèi)對應(yīng)位置上的樣本點的幅度值是否均大于設(shè)定的閾值，如果是，則確定該候選基頻 波峰位置滿足基頻波峰條件；選取滿足基頻波峰條件的幅度值最大的樣本點所對應(yīng)的候選 基頻波峰位置作為最佳基頻波峰位置。較佳地，所述步驟C包括在每個基音周期內(nèi)利用窗函數(shù)對基頻波峰位置所在的設(shè)定區(qū)域的信號幅度采用 大于1的權(quán)值加權(quán)。較佳地，所述步驟C進一步包括在每個基音周期內(nèi)利用窗函數(shù)對所述基頻波峰 位置之外的設(shè)定區(qū)域的信號幅度采用小于1的權(quán)值加權(quán)；對所述基頻波峰位置所在的設(shè)定 區(qū)域和所述基頻波峰位置之外的設(shè)定區(qū)域之間的過渡區(qū)域采用平滑的過渡權(quán)值加權(quán)。較佳地，步驟A之前，進一步包括A0、對所述時域上的當前幀信號進行歸一化自 相關(guān)計算，判斷最大歸一化自相關(guān)值是否大于位于0至1之間的設(shè)定值，如果是，則執(zhí)行步 驟A。較佳地，步驟A之前，進一步包括第一步、將時域上得到的當前幀信號由時域轉(zhuǎn)換為頻域；第二步、對頻域上的當前幀信號進行語音增強處理，將處理后的當前幀信號由頻 域轉(zhuǎn)換為時域。較佳地，第二步中所述對頻域上的當前幀信號進行語音增強處理為采用減譜法 或維納濾波法對頻域上的當前幀信號進行語音增強處理。較佳地，所述第二步之后，步驟A之前，進一步包括第三步、判斷所述語音增強處理中得到的信噪比估計值是否大于設(shè)定閾值，如果 是，則執(zhí)行所述步驟A ；否則降低所述時域上的當前幀信號幅度。較佳地，步驟AO之前，進一步包括第一步、將得到的當前幀信號由時域轉(zhuǎn)換為頻域；第二步、對頻域上的當前幀信號進行語音增強處理，將處理后的當前幀信號由頻 域轉(zhuǎn)換為時域；第三步、判斷所述語音增強處理中得到的信噪比估計值是否大于設(shè)定閾值，如果 是，則執(zhí)行所述步驟AO。本專利技術(shù)所提供的在時域提高語音信號信噪比的裝置，包括基音周期搜索模塊，用于在時域上的當前幀信號中搜索語音信號的基音周期；基頻波峰標定模塊，用于根據(jù)所述基音周期，在當前幀信號中搜索最佳基頻波峰 位置，并計算所述最佳基頻波峰位置在所述當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)對應(yīng)的基頻波峰位置；波形處理模塊，用于對所述基頻波峰標定模塊所計算的每個基音周期內(nèi)基頻波峰 位置所在的設(shè)定區(qū)域的信號幅度進行增強。較佳地，所述基音周期搜索模塊包括候選基音周期確定模塊，用于根據(jù)對所述當前幀信號進行歸一化自相關(guān)計算的結(jié) 果，將自相關(guān)計算模塊得到的歸一化自相關(guān)值最大的N個基音周期作為候選基音周期；其 中，N為大于0的整數(shù)；基音周期選取模塊，用于基于全局基音周期和基音倍頻，從所述N個候選基音周 期中篩選出最佳基音周期作為所述語音信號的基音周期。較佳地，所述基頻波峰標定模塊包括候選位置確定模塊，用于從所述當前幀信號的所有樣本點中，選取幅度絕對值較 大的M個樣本點所對應(yīng)的位置作為候選基頻波峰位置；其中，M為大于0的整數(shù)；最佳位置確定模塊，用于根據(jù)所述語音信號的基音周期，計算每個候選基頻波峰 位置在所述當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)的對應(yīng)位置，根據(jù)每個候選基頻波峰位 置及其對應(yīng)位置上的樣本幅度值，從所述候選基頻波峰位置中選取最佳基頻波峰位置；所有位置確定模塊，用于根據(jù)所述基音周期，計算所述最佳基頻波峰位置在所述 當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)對應(yīng)的基頻波峰位置。較佳地，所述最佳位置確定模塊包括位置延拓模塊，用于根據(jù)所述基音周期，計算每個候選基頻波峰位置在所述當前 幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)的對應(yīng)位置；平均幅度值計算模塊，用于對應(yīng)每個候選基頻波峰位置，計算其及所有基音周期 內(nèi)對應(yīng)位置上的樣本的平均幅度值；最佳位置選取模塊，用于選取最大平均幅度值所對應(yīng)的候選基頻波峰位置作為最 佳基頻波峰位置；或者，所述最佳位置確定模塊包括位置延拓模塊，用于根據(jù)所述基音周期，計算每個候選基頻波峰位置在所述當前 幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)的對應(yīng)位置；幅度判決模塊，用于對應(yīng)每個候選基頻波峰位置，判斷是否該候選基頻波峰位置 及其每個基音周期內(nèi)對應(yīng)位置上的樣本點的幅度值均大于設(shè)定的閾值，如果是，則確定該 候選基頻波峰位置滿足基頻波峰條件；最佳位置選取模塊，用于選取滿足基頻波峰條件的幅度值最大的樣本點所對應(yīng)的 候選基頻波峰位置作為最佳基頻波峰位置。較佳地，該裝置進一步包括第一決策處理模塊，用于根據(jù)對所述當前幀信號進行歸一化自相關(guān)計算的結(jié)果，判斷最大歸一化自相關(guān)值是否大于位于0至1之間的設(shè)定值，如果是，則通知所述基音周期 搜索模塊執(zhí)行基音周期搜索。較佳地，該裝置進一步包括第一轉(zhuǎn)換模塊，用于將時域上得到的當前幀信號由時域轉(zhuǎn)換為頻域；頻域增強處理模塊，用于對轉(zhuǎn)換到頻域上的當前幀信號進行語音增強處理；第二轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述頻域本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種在時域提高語音信號信噪比的方法，其特征在于，該方法包括：Ａ、在時域上的當前幀信號中搜索語音信號的基音周期；Ｂ、根據(jù)所述基音周期，在當前幀信號中搜索最佳基頻波峰位置，并計算所述最佳基頻波峰位置在所述當前幀信號中延拓出的每個基音周期內(nèi)對應(yīng)的基頻波峰位置；Ｃ、對所計算的每個基音周期內(nèi)基頻波峰位置所在的設(shè)定區(qū)域的信號幅度進行增強。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張晨，馮宇紅，
申請(專利權(quán))人：北京中星微電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]